reguladores-electricos

7/23/2019 reguladores-electricos

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ontenido

I. RESUMEN ...................................................................................................................... 2

1.1. OBJETIVOS ............................................................................................................ 2

1.2. MATERIALES Y METODOS ................................................................................. 2

1.2.1. MATERIALES ................................................................................................. 2

1.2.2. METODOS....................................................................................................... 3

1.3. RESULTADOS....................................................................................................... 3

1.4. CONCLUSION ........................................................................................................ 3

II. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 3

III.

MARCO REFERENCIAL........................................................................................... 4

3.1. REGULADORES DE TENSIN ............................................................................ 4

3.2. FUENTES REGULADAS ....................................................................................... 4

3.3. Requerimientos de un regulador....................................................................... 5

3.4. TIPOS DE REGULADORES ..................................................................................... 7

3.4.1. Regulador Zener Bsico .............................................................................. 7

3.5. CLCULO DE LOS CONDESADORES.............................................................. 8

4. PROCEDIMIENTO ....................................................................................................... 11

5. RESULTADOS ............................................................................................................. 17

6. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 18

7. CUESTIONARIO .......................................................................................................... 18

8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................................... 19

9. ANEXOS ....................................................................................................................... 19

9.1. DIODO ZENER ........................................................................................................ 19

9.2. CARACTERSTICAS .............................................................................................. 19

9.3. LED ........................................................................................................................... 20

9.4. CARACTERSTICAS ............................................................................................... 20

9.5. CONDENSADOR ELECTROLTICO..................................................................... 20

9.6. POLARIDAD ............................................................................................................. 20

9.7. COMPORTAMIENTO ELCTRICO DE LOS ELECTROLTICOS..................... 22

9.8. CAPACIDAD ............................................................................................................ 22


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I. RESUMEN

1.1. OBJETIVOS

Analizar la resistencia como limitador de corriente en el circuito Rconectados en serie, donde R1 y R2 son resistencias en serie.

Analizar el funcionamiento del capacitador en el circuito C conectado enparalelo donde C1 es un capacitador electroltico.

Analizar el funcionamiento del diodo en corriente continua en el circuito Dconectado en serie, donde D1 es un diodo de silicio.

Analizar el funcionamiento del diodo Zener como estabilizador de tensin

en el circuito Z conectado en serie.

1.2. MATERIALES Y METODOS

1.2.1. MATERIALES

Una fuente de alimentacin variable.

Un multmetro digital.

Dos resistores de 300 W.

Un resistor de 1.1 k W.

Un resistor de 10 k W.

Un capacitador electroltico de 470 F, 15V.

Un diodo led.

Un interruptor.

Un diodo rectificador 1N4007.

Un diodo zener 5.1 V.

Cocodrilos, conectores y puentes.

Un protoboard.


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1.2.2. METODOS

EL mtodo utilizado en el experimento es el cuantitativo.

1.3. RESULTADOS

Para un correcto funcionamiento de un regulador de voltaje se deberausar conectado con una polaridad inversa

1.4. CONCLUSION

De acuerdo con los objetivos de esta prctica reguladores elctricos el cual

fue cumplido satisfactoriamente, ya que se logr entender prctica ytericamente los principios de funcionamiento como reguladores de voltajede los rectificadores elctricos en utilizados en los circuitos armados en lapresente prctica.

II. ANTECEDENTES

Para nuestro informe que se orienta a analizar el funcionamiento de losreguladores electrnicos se ha podido recopilar referencias bibliogrficas,habiendo encontrado el siguiente antecedente:

a) Ramss Casanova Arteaga en su informe de investigacin: Principiosde funcionamiento de los reguladores de tensin (Brasil-2004).

Concluye lo siguiente:

Que los diodos son elementos importantes en la electrnica que nos rodeahoy en da, que para su comprensin hay que estar al tanto de ciertosconocimientos relativos a su funcionamiento y comportamiento.

Los diodos son de gran versatilidad, se pueden implicar en muchos aspectoscon el propsito de resolver algn problema.

Que uno de los aspectos ms importantes del diodo es que no se quedan enun solo tipo de diodo y ms bien se ha desarrollado el diodo en formas queextienden su rea de aplicacin.


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III. MARCO REFERENCIAL

3.1. REGULADORES DE TENSIN

La mayor parte de los dispositivos electrnicos requieren de voltajes continuos

para operar. Las bateras son una opcin til pero tienen un tiempo deoperacin limitado. Otra opcin consiste en generar la fuente de alimentacinutilizando la red de 220 volts alterno (220 RMS). Esta tensin puede sermanipulada fcilmente usando un transformador y circuitos rectificadores, losque sumados a un dispositivo regulador proporcionan diferentes valores detensin.

3.2. FUENTES REGULADAS

El diagrama de bloques de una fuente estabilizada es el siguiente

Fig1: DIAGRAMA DE BLOQUES DE UNA FUENTE REGULADA.

La misin del rectificador es distorsionar la sinusoide de entrada para que susalida tenga una componente de continua. Mediante el filtro se rechazan engran medida los armnicos de la salida del rectificador. El filtro no siemprerechaza todos los armnicos. Por lo general, un vez filtrada la seal, suelepermanecer una componente que se conoce como rizado o ripple. El reguladortiene una doble misin, primero, debe eliminar el ripple y por otro lado debeposeer una impedancia de salida adecuada, con el fin de que la tensinregulada a la salida se mantenga independiente de la carga, siempre que stavare entre los lmites exigidos del diseo.

En otras palabras, a la salida de la fuente de alimentacin no estabilizada, seaplica a un dispositivo de control que regula la tensin para dar una salida dergimen continuo.

Los reguladores pueden ser serie o paralelo. En un regulador serie, eldispositivo de control se conecta en serie con la carga y para regular la salidadebe en todos los casos absorber parte de la tensin de entrada oalimentacin. En un regulador en derivacin, el dispositivo de control se hallaen paralelo con la carga y para efectuar la regulacin de salida, debe dejarpasar corriente en todos los casos, cuando la corriente a travs del dispositivo

de control cae a cero, la accin de regulacin cesa.


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3.3. Requerimientos de un regulador

Mantener la tensin de salida constante independiente de las fluctuacionesde la entrada y la temperatura.

Mantener la tensin constante de salida, a las exigencias de corriente decarga.

El voltaje de salida no debe contener componentes alternos (ripple =0).

La fuente debe poseer un sistema para limitar la corriente de salida(proteccin).

El circuito regulador debe mantener el voltaje ya sea sin carga (circuito abierto),

en la cual no provee corriente, o a plena carga, entregando una corriente en lasalida como lo indica la Figura. Este circuito no presenta una perfectaregulacin, pues no mantiene el voltaje voc mientras entrega corriente a lacarga.

En un regulador ideal la diferencia entre el voltaje de salida sin carga y elvoltaje de salida a plena carga es cero o sea voc-vL=0, vL es siempre menor. La

relacin presentada a continuacin da cuenta de la cantidad de regulacin enporcentaje, mientras menor sea, mejor es la regulacin.

Esta relacin ha sido definida con respecto a una condicin de cargaespecfica.

Fig.2: VOLTAJE DE REGULACION. (a) Sin carga. (b) Con carga.


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Por otro lado, como vL =ILRL,podemos expresar el porcentaje (%) de regulacincomo:

De la expresin tenemos:

Que no es ms que la resistencia de salida del regulador, como es mostrada enla Fig.3b. Finalmente, se debe considerar que la salida de una fuente detensin regulada es funcin del voltaje de entrada sin regular, Vs(lo podemosllamar VNR, voltaje no regulado), indicado en la siguiente, la corriente de cargay la temperatura. Es decir:

De acuerdo a esto se definen los coeficientes

Razn de estabilizacin (factor de regulacin de entrada)

Fig.3: (a) CURVA CARACTERISTICA DE UNA FUNTE DE PODER. (b) CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN REGULADOR CON RESISTENCA DE SALIDA


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Coeficiente de temperatura

Cuantos ms pequeos sean estos coeficientes, mejor ser la regulacin de lafuente de alimentacin.

3.4. TIPOS DE REGULADORES

3.4.1. Regulador Zener Bsico

Este es un regulador tipo paralelo y su esquema bsico es el indicado en laFigura.

Fig.5: (a) REGULADOR BSICO. (b)CIRCUITO PRCTICO.

Cuando el voltaje vL excede el voltaje de ruptura del diodo, entonces lacorriente a travs de ste se incrementa, luego el voltaje en el zener y en la

carga se mantiene constante e igual al voltaje nominal del diodo zener. AsvL=vz.En la prctica la fuente de corriente es una resistor, como lo indica en la

Fig. 4.: COMPORTAMIENTO DEL VOLTAJE NO REGULADO (VNR).


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Figura 5b. Esta resistor R se disea para que el diodo est correctamentepolarizado y por lo menos circule la corriente mnima bajo cualquier exigenciade carga, esto dentro de los lmites especificados por el regulador.

El regulador se disea bajo las condiciones ms exigidas, es decir: Izmin, ILmax,

vsmin .Existe otra condicin, la cual ocurre cuando la corriente de carga esmxima (ILmin), luego la corriente del zener ser mxima (Izmax), para estasituacin, lo peor que puede ocurrir es que el voltaje no regulado de la entradasea mximo (vsmax), en base a estos antecedentes se puede encontrar unaexpresin para R.

En un diseo prctico no basta determinar el valor de la resistencia, sino quese deben especificar los requerimientos de potencia de los componentes, de talforma que sta pueda ser manejada por los elementos utilizados. De laecuacin anterior se puede determinar la corriente mxima que circular por eldiodo zener. Como la ecuacin tiene dos incgnitas como regla prctica sehace que la corriente mxima del zener sea al menos 10 veces la corrientemnima, luego tenemos

Finalmente

Esto slo permite estimar la corriente mxima que circula por el zener.

3.5. CLCULO DE LOS CONDESADORES

Para realizar el clculo de los condensadores que sirven de filtro, hay queconsiderar si el tipo de rectificador es de media onda o de onda completa. Loscondensadores de filtrado, se encuentran ubicados por lo general entre elrectificador y el regulador.


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Cuando el condensador C es sometido a una seal proveniente de unrectificador de media onda, el condensador se cargar de acuerdo a la seal,sin embargo, una vez que el diodo deja de conducir, el condensador se

descarga, hasta que nuevamente el diodo conduzca.

Esta variacin del voltaje en el condensador es el ripple producido. Estavariacin depender de la corriente requerida I. Si la constante de tiempo RCes muy grande comparada con el periodo de seal de entrada, el rippleproducido ser pequeo, en cambio si RC es pequeo, la descarga ser msrpida. Cuando la constante de tiempo es grande se puede aproximar lacorriente media a Vm /R.

En un diseo tpico se puede considerar que el voltaje continuo esaproximadamente igual a Vm. Tomando en cuenta la corriente mximarequerida, se puede estimar el valor de R.

Ahora, si se especifica el ripple, es posible determinar el valor de Cconsiderando que la variacin de la Carga, estar determinada por la variacinde voltaje en el capacitador, es decir del ripple, vr.

Fig.6: (a) UBICACION DEL FILTRO. (b) RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA.

Fig.7: DESCARGA DEL ONDENSADOR EN UN RECTIFICADOR DE MEDIA HORA.


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Considerando que la variacin de la carga ocurre en un tiempo igual al periodode la seal del rectificador

La variacin de carga en el tiempo corresponde a la corriente media requerida

Finalmente

Para un rectificador de onda completa, La frecuencia de la seal rectificada

corresponder al doble de la seal de entrada, luego

Fig.8: DESCARGA DEL CONDENSADOR EN UN RECTIFICADOR DE ONDA

COMPLETA.


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4. PROCEDIMIENTO

ANALISIS DE CIRCUITO R

1. Lea el valor nominal de los resistores R1 y R2 (valor nominal). Mida

con el Ohmmetro los resistores R1 y R2(valor medido). Confeccioneuna tabla y anote sus valores.

RESITENCIAS VALORNOMINAL

VALOR MEDIDO

R1 1.8 K 1.776 KR2 12 K 11.83 K

2. Identifique y dibuje los terminales Ctodo y nodo del diodo led.

3. Conecte el circuito de la figura (a y b). Ajustar la tensin a 10 V.

(a)

(b)

R1=1.8K

R1=1.8K R2=12K


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4. Cierre el interruptor S de la fuente de alimentacin. Mida y anote latensin total V y la existente en bornes de las resistencias (V 1y V2) yel diodo led (VL) del circuito.

RESISTENCIA TENSIONREAL

TENSIONRESISTENCIA

CORRIENTE TENSION

LED1.8 K 9.97 V 8.03 V 4.48 mA 1.946 V


TENSIONRESISTENCIA

CORRIENTE TENSIONLED

1.8 K 10.02 V 8.21 V 0.6 mA 1.809 V12 K

5. Mida y anote la corriente total IT, la corriente I1y la corriente I2. Qurelacin existe entre la Resistencia, la corriente total (IT), el voltaje del

led VL y el nivel de iluminacin del led?

El amperaje es la misma para las ambas resistencias (0.06mA).La relacinque existe en este entre ambas resistencias en serie, es que cuando mayorsea la resistencia, mayor es la corriente circulada, disminuyendo el voltajedel diodo led, lo que como consecuencia trae que la iluminacin del diodoled sea menor.

6. Calcule el valor de la resistencia R1 de la figura (a), sabiendo que latensin de umbral del led es 1,5 a 2 V y la corriente nominal de 15 a

20mA. Compare en una tabla los valores calculados con los obtenidosen los instrumentos de medida.

REAL HALLADOTENSIONLED 1.946 V 2 VCORRIENTE 4.48 mA 15 mARESISTENCIA 1.8 K 400

ANALISIS DE CIRCUITO C

1. Lea el valor nominal de condensador C1 (valor nominal). Mida con elcapacimetro el condensador (valor medido). Confeccione una tabla yanote sus valores.

El condensador es de 2200f/16 V


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2. Identifique y dibuje los terminales + y - del condensador.

3. Conecte el circuito de la figura. Ajustar la tensin a 9V. Verifique y queel interruptor S1 se encuentre en posicin 1. Describa y explique elexperimento?

El condensador est conectado de manera directa con el voltaje de la fuente,en esta posicin el condensador esta almacenando la tensin.

4. Cambie el interruptor S1 a la posicin 2. Describa y explique elexperimento?

Al realizar lo descrito en la pregunta nos da que como resultado que el diodoled enciende y luego se apaga de manera rpida, esto es provocado por queel condensador expulsa hacia el diodo led la pequea carga q haalmacenado provocando el efecto de encendido por un corto periodo.

ANALISIS DE CIRCUITO D


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1. Lea el cdigo diodo rectificador D1 e identifique sus parmetros

principales (in y PIV). Mida con el multmetro en posicin diodos, el

diodo rectificador (posicin directa y polarizacin inversa).

A la Colocacin del multmetro en las 2 polarizaciones y medir ocurre losiguiente:

Identifique y dibuje los terminales Ctodo y nodo rectificador

Un ctodo es unelectrodo con carga negativa que sufreunareaccin dereduccin,mediante la cual un material reduce suestado deoxidacin al recibir electrones. El nodo es unelectrodo en el que se produceunareaccin deoxidacin.

POLARIZACIN

DIRECTA

el nodo se conecta alpositivo de la batera y elctodo al negativo.

INVERSA

el nodo se conecta alnegativo y el ctodo alpositivo de la batera
https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Reducci%C3%B3n-oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo


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Cierre el interruptor s de la fuente de alimentacin. Mida y anote la tensin tolav y la existencia en bornes de resistencia (v1 y v2) el diodo zerner (vz) y eldiodo led (vl) del circuito.

Mida y anote la corriente total It describa y explique el experimento?

Para medir la It realizamos el siguiente procedimiento:

Verificara la fuente de alimentacin en 10 V. Verificar el multmetro y colocarlo en medida de corriente Tener el circuito dado en la prctica . Colocamos el multitester con la fuente en el circuito en serie . Es as como medimos la It.

ANLISIS DEL CIRCUITO Z

2. Lea el cdigo diodo zerner DZ e identifique sus parmetrosprincipales (Vz y Pn). Mida con el multmetro en posicin diodos, el DZ

(posicin directa y polarizacin inversa).

1. Identifique y dibuje los terminales Ktodo y nodo zener

PD 0.730

PI No presenta lectura debido lacaracterstica propia del DZ


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2. Cierre el interruptor s de la fuente de alimentacin. Mida y anote latensin tola v y la existencia en bornes de resistencia (v1 y v2) el diodozerner (vz) y el diode led (vl) del circuito

Voltaje VINSTRUMENTOVt 7.84VVR1 2.956VVR2 2.907VZ 4.93VL 2.07

Mida y anote la corriente total It , corriente del diodo zerner Iz y lacorriente del diodo del diodo led IL. Abra el interruptor de la fuente dealimentacin.

INTENSIDAD IINSTRUMENTOIt 10mAIZ 9.7mAIL 9.8mA

Cambie el voltaje de alimentacin a 1.5 . Mida y anote en una tabla elvoltaje de entrada (v) y el voltaje de salida (vz). luego incremente a 3v , 4.5

v , 6v , 7.5v respectivamente , midiendo y anotando en una tabla de datossealados

VOLTAJE (V)INSTRUMENTO (VZ)INSTRUMENTO1.5V 1.50V 1.50V3V 2.99V 2.43V4.5V 4.50V 3.20V6V 6.00V 4.00V7.5 7.5V 4.78V


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5. RESULTADOS

CIRCUITO R

RESITENCIAS VALORNOMINAL

VALOR MEDIDO

R1 1.8 K 1.776 KR2 12 K 11.83 K


TENSIONRESISTENCIA


1.8 K 9.97 V 8.03 V 4.48 mA 1.946 V


TENSIONRESISTENCIA


1.8 K 10.02 V 8.21 V 0.6 mA 1.809 V12 K

REAL HALLADOTENSIONLED 1.946 V 2 VCORRIENTE 4.48 mA 15 mARESISTENCIA 1.8 K 400

CIRCUITO C

El condensador es de 2200f/16 VCIRCUITO Z

Voltaje VINSTRUMENTOVt 7.84VVR1 2.956VVR2 2.907VZ 4.93VL 2.07

INTENSIDAD IINSTRUMENTOIt 10mAIZ 9.7mAIL 9.8mA

VOLTAJE (V)INSTRUMENTO (VZ)INSTRUMENTO1.5V 1.50V 1.50V3V 2.99V 2.43V4.5V 4.50V 3.20V6V 6.00V 4.00V

7.5 7.5V 4.78V


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6. CONCLUSIONES

El diodo Zener debe ser polarizado al revs para que adopte su

caracterstica de regulador de tensin. Cuando est polarizadodirectamente el zener se comporta como un diodo normal.Mientras la tensin inversa sea inferior a la tensin zener, el diodo noconduce, solo conseguiremos tener la tensin constante Vz, cuando estconectado a una tensin igual a Vz o mayor.

El condensador o capacitor electroltico a diferencia de los cermicos, esun componente con polaridad, este acumula cargas de acuerdo a lasnecesidades de cada de tensin entre sus terminales, si lo cargas su cargase mantendr un tiempo, corto, pero al colocarle una carga (resistencia) la

corriente circulara por esta descargndolo ms rpido, el electroltico si selo coloca invertido o con tensiones superiores a las toleradas explotara.

El rectificador controlado de silicio funciona bsicamente como un diodorectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido.

7. CUESTIONARIO

Identifique las discrepancias que ha tenido en el laboratorio yexplique las causas de dichas discrepancias.

La nica discrepancia presentada es del funcionamiento del diodo zener el cualpor su polaridad presentaba un comportamiento distinto al de otros elementosya conocidos, el cual pudimos percatarnos la naturaleza de su funcionamientoleyendo la bibliografa presentada en este trabajo.

Describa las aplicaciones prcticas del mtodo propuesto en elexperimento.

Los regulares de voltaje utilizados, proporcionan que el voltaje de entrada a un

circuito sea regulado, es usado por ejemplo en un circuito de una computadoradonde se necesita que el voltaje sea regulado y asi evitar que la placa de lacomputadora se queme.


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8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

BOYLESTAD,ROBERT L., y NASHELSKY.Electronica:Teoria de circuitos ydispositivos electrnicos.10ma ed. Mxico :PEARSONEDUCACION,2009.912 pp.ISBN:978-607-442-292-4

SEDRA, ADEL S., y KENNETH, C. SMITH. Circuitos Microelectronicos.5taed.Mexico:McGraw-hill,,2006.1355 pp.ISBN:970-613-379-8

9. ANEXOS

9.1. DIODO ZENER

El diodo Zener es un diodo de cromo1 que se haconstruido para que funcione en las zonas de rupturas,

recibe ese nombre por su inventor, el Dr. ClarenceMelvin Zener. El diodo Zener es la parte esencial delos reguladores de tensin casi constantes conindependencia de que se presenten grandesvariaciones de la tensin de red, de la resistencia decarga y temperatura.

Son mal llamados a veces diodos de avalancha, puespresentan comportamientos similares a estos, pero losmecanismos involucrados son diferentes. Adems si elvoltaje de la fuente es inferior a la del diodo ste no puede hacer su regulacincaracterstica.

9.2. CARACTERSTICASSi a un diodo Zener se le aplica una corriente elctrica del nodo al ctodo(polarizacin directa) toma las caractersticas de un diodo rectificador bsico (lamayora de casos), pero si se le suministra corriente elctrica de ctodo anodo (polarizacin inversa), el diodo slo dejar pasar una tensin constante.No acta como rectificador sino como un estabilizador de tensin

En la siguiente figura se observa el uso del diodo zener como regulador detensin:


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9.3. LEDUn led (del acrnimo ingls LED, light-emittingdiode: diodo emisor de luz; el plural aceptado por

la RAE es ledes) es un componente optoelectrnicopasivo y, ms concretamente, un diodo que emite

luz.

Los ledes se usan como indicadores en muchosdispositivos y en iluminacin. Los primeros ledesemitan luz roja de baja intensidad, pero losdispositivos actuales emiten luz de alto brillo en elespectro infrarrojo, visible y ultravioleta.

Debido a su capacidad de operacin a altasfrecuencias, son tambin tiles en tecnologasavanzadas de comunicaciones y control. Los ledesinfrarrojos tambin se usan en unidades de controlremoto de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y video.

9.4. CARACTERSTICASFormas de determinar la polaridad de un led de insercin.Existen tres formasprincipales de conocer la polaridad de un led: La pata ms larga siempre va aser el nodo. En el lado del ctodo, la base del led tiene un borde plano. Dentrodel led, la plaqueta indica el nodo. Se puede reconocer porque es mspequea que el yunque, que indica el ctodo.

9.5. CONDENSADOR ELECTROLTICOUn condensador electroltico es un tipo decondensador que usa un lquido inicoconductor como una de sus placas.Tpicamente con ms capacidad por unidadde volumen que otros tipos decondensadores, son valiosos en circuitoselctricos con relativa alta corriente y bajafrecuencia. Este es especialmente el casoen los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la

carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salidarectificada. Tambin son muy usados en los circuitos que deben conducircorriente continua pero no corriente alterna.

Los condensadores electrolticos pueden tener mucha capacitancia,permitiendo la construccin de filtros de muy baja frecuencia.

9.6. POLARIDADEn los condensadores electrolticos de aluminio, la capa de xido aislante en lasuperficie de la placa de aluminio acta como dielctrico, y es la delgadez de

esta capa la que permite obtener una gran capacidad en un pequeo volumen.La capa de xido puede mantenerse inafectada incluso con una intensidad de


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campo elctrico del orden de 109 voltios por metro. La combinacin de altacapacidad y alto voltaje resultan en una gran densidad energtica.

Al contrario que la mayora de los condensadores, los electrolticos tienenpolaridad. La polaridad correcta se indica en el envoltorio con una franja

indicando el signo negativo y unas flechas indicando el terminal que debeconectarse al potencial menor (terminal negativo). Tambin, el terminalnegativo es ms corto que el positivo. Esto es importante porque una conexincon voltaje invertido de ms de 1,5 Voltios puede destruir la capa central dematerial dielctrico por una reaccin de reduccin electroqumica. Sin estematerial dielctrico, el condensador entra en cortocircuito, y si la corriente esexcesiva, el electrolito puede hervir y hacer explotar el condensador.

Existen disponibles condensadores especiales para uso con corriente alterna,normalmente conocidos como "condensadores no-polares" o "NP". En ellos, lascapas de xido se forman en las dos tiras de aluminio antes del ensamblado.En los ciclos alternos, una u otra de las placas actan como un diodo, evitandoque la corriente inversa dae el electrolito de la otra. Esencialmente, uncondensador de 10 microfaradios de alterna se comporta como dos de 20microfaradios de continua conectados en serie inversa.

Los condensadores modernos tienen una vlvula de seguridad, tpicamente enuna esquina del envoltorio o una terminacin especialmente diseada paraventilar el lquido/gas caliente, pero aun as las rupturas pueden serdramticas. Los condensadores electrolticos pueden soportar una tensininversa por un tiempo corto, pero durante este tiempo conducirn mucha

corriente y no se comportarn como verdaderos condensadores. La mayorasobrevivirn sin tensin inversa, o con tensin alterna, pero los circuitos debendisearse siempre pensando en que no haya tensin inversa durante tiempossignificativos. La corriente directa constante (con la polaridad correcta) es lopreferible para aumentar la vida del condensador.

Smbolos esquemticos para condensadores electrolticos. Algunos esquemas no incluyen el

signo "+" al lado del smbolo. Los condensadores electrolticos se marcan para indicar la

polaridad de los terminales.


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9.7. COMPORTAMIENTO ELCTRICO DE LOS ELECTROLTICOSUn modelo de circuito comn para un condensador electroltico es elsiguienteesquema:

Donde Rleakagees la resistencia interna, RESRes la resistencia serie equivalente,LESLes la inductancia serie equivalente (siendo L el smbolo convencional para

la inductancia).

RESRdebe ser tan pequea como sea posible, pues determina la prdida depotencia cuando el condensador se usa para suavizar los picos de voltaje. Lasprdidas son cuadrticas con el rizado de corriente que fluye a su travs ylineales con RESR. Condensadores con baja ESR son imperativos para obtenerbuenas eficiencias en alimentadores de corriente.

Debe sealarse que ste es solo un modelo, siempre que no incluye laabsorcin del dielctrico ni otros efectos no-ideales asociados con loscondensadores electrolticos reales.

Como los electrolitos se evaporan, la duracin se suele dar en horas a unatemperatura dada. Por ejemplo, 2000 horas a 105 C (que es la mximatemperatura de trabajo) es un valor tpico. La duracin se dobla por cada 10 Cmenos, alcanzando los 15 aos de duracin a 45 C. Por supuesto existen ungran nmero de condensadores mucho ms viejos que an funcionan. Lamayora de los condensadores se evalan para funcionar a 85 C comomximo, aunque existen de -50 hasta 150 C.

9.8. CAPACIDADEl valor de la capacidad de cualquier condensador (tambin conocido comocapacitancia) es una medida de la cantidad de carga almacenada, por unidadde diferencia de potencial entre sus placas. La unidad bsica de capacidad enel sistema internacional de unidades es el faradio que es un culombio porvoltio. Sin embargo, esta unidad es muy grande para las capacidades tpicasde los condensadores reales (hasta la invencin de los supercondensadores),de forma que el microfaradio (10 -6), nanofaradio (10-9) y picofaradio (10-12) seusan ms comnmente. Estas unidades se abrevian como F o uF, nF y pF.

Hay varios condicionantes para determinar el valor de la capacidad de uncondensador, como la delgadez del dielctrico y el rea de las placas. En el

proceso de fabricacin, los condensadores electrolticos se hacen paraadaptarse a determinados nmeros preferidos. Multiplicando esos nmeros
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preferidos por un orden de magnitud, y combinando varios se puede conseguircualquier valor, permitiendo la mayora de combinaciones tiles paraaplicaciones prcticas.

Hay un conjunto de "nmeros estandarizados bsicos" para que el valor de

cualquier condensador electroltico moderno se pueda derivar multiplicandoestos nmeros bsicos, que son 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 3.3, 4.7, 5.6, 6.8 u 8.2por potencias de 10. As, es comn encontrar condensadores de valores de 10,12, 15, 18, 22, 33, 47, 56, 68, 82, 100, 220, etctera. Usando este mtodo,rangos de valores desde 0.1 hasta 4700 son comunes en la mayora de lasaplicaciones. Estos valores se dan generalmente en microfaradios (F).

Muchos condensadores electrolticos tienen un rango de tolerancia del 20%.Esto significa que el fabricante indica que el valor real del condensador caedentro del 20% de su valor marcado. Seleccionando las series preferidas seasegura que se pueda comercializar cualquier condensador como un valorestndar, dentro de la tolerancia. Algunos condensadores tienen toleranciasasimtricas, tpicamente -20% para la negativa, pero con mucha ms toleranciapositiva. La indicacin de la tolerancia en el empaquetado evita tener que medircada condensador individual.

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